JPH03504266A - 冶金プロセスにおけるエネルギ回収方法および設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 冶金プロセスにおけるエネルギ回収方法および設備技術分野 本発明はスクラップの予熱を含む冶金プロセスにおけるまたは炭化水素のような 可燃性ガスが発生する冶金工業に関連する他のプロセスにおけるエネルギ回収方 法に関する。この方法は特に、例えば電弧炉からの熱ガスがラッカーまたは油に よって汚染される鉄のようなスクラップを直接加熱するためバスケットを通して 送られるとき有利であり、これらの汚染物質は放出ガスによって粒子または蒸気 の形式で捕捉される。

本発明はまた前記方法を実施する設備にも関する。

背景技術 多くの冶金プロセスにおいては、しばしば塵埃によっていちじるしく汚染された 高温ガスが排出される。これらの高温排気ガスはそのようなプロセスにおけるエ ネルギ損失の大部分を占める。そこで、たとえばエネルギを排気ガスから該方法 に供給される素材に伝達することによりエネルギ損失を減少するため、多くの方 法が提案された。ある場合には、排気ガス中の熱はまた異なった形式の熱交換器 によって燃焼空気または他のプロセスガスを予熱するため使用することができる 。

排出される汚染ガスから供給ガスにエネルギを伝達するためには、再生式熱交換 器を使用することが長い間普通のことであった。熱が隅壁を通して伝達される復 熱式熱交換器は、ますます高価となりかつ一層の補修が必要になった。またそれ らは少ないエネルギしか節約しない。

再生式熱交換器は固定式または可動式のいずれとすることもできる。前者の場合 ガス流の方向は周期的に切換えられ、まったく同じ熱交換器を流入および流出ガ スが交互に通過する。後者の場合、熱交換材料はたとえば回転運動により流入お よび流出ガス用導管の間を移動する。

このようにして実施される再生式熱交換はたとえば熱による酸化（燃焼）を含む 他のプロセスにおいても有用である。この−例は米国特許第３．８９５，９１８ 号に示されている二なかでも米国特許第２，１２１，７３３号および第３．８７ ０，４７４号にとくに示されている。

炉内のつぎの装入物の一部である鉄スクラツプによって、たとえば電気製鋼炉か ら流出するプロセスガスを冷却することはたとえば米国特許第４，６６６．４０ ２号に開示されている。

高温ガスによるスクラップの加熱は一般的にかなりの量の汚染物を排出する。ス クラップは屡々、油、ラッカーによってカバーされまたは別の方法で汚染された 金属部分を含み前記物質は加熱されたとき蒸発する。スクラップ予熱工程から出 るガスはかなり環境を汚染する。

ガスを浄化する多くの方法が知られている。たとえば炭化水素の分解にもつとも 適した技術は熱による燃焼であり、それは汚染されたガスを高温度に加熱するこ とは残留油およびラッカーが燃焼され無害な残留物、二酸化炭素および水しか残 さないような高温度に加熱することを意味する。この−例はヨーロッパ特許出願 第８２３０４４６３．１号、公開第７４２１４号に示されている。

エネルギを回収し可燃性汚染物質を分解するコストを減少するため、燃焼室に供 給されるガスと燃焼室から出るガスとの間で熱交換を行うことは普通のことであ る。

この例は、前記米国特許第３，８９５．９１８号、同第２．１２１．７３３号お よび同第３，８７０．４７４号に開示されている。

発明の要約 技術的課題 熱交換器、復熱式および再生式熱交換器はいずれもたとえばガスが流れる比較的 細い導管を有する。もしガスが汚染されているならば、汚染物質はこれらの導管 に沈澱し導管はつぎつぎに目詰まりする。復熱式熱交換器において、これは直ち に熱交換器の機能障害を起す。同じように起こり品いわけではないが、再生式熱 交換器もまた熱伝達障害および汚染の進行による流動抵抗の増加が問題となって いる。

上記米国特許第２，１２１，７３３号および同第３．８７０，４７４号は汚染物 質を熱交換器がら連続的に除去しそれらに新しいまたは浄化された物質を供給す る装置を開示している。除去された汚染物がそこから除去されたプロセスに再使 用することができるとしても、それらは一般的に複雑な洗浄および浄化装置を使 用することなしには回収されることはできない。汚染物質が熱交換器本体に対し てきわめて接着性のまたは化学的にこれら本体の物質ときわめて結合し易いなら ば、浄化は不可能であるかまたは高価で、沈澱物が生じ易い。これは天然資源の 浪費であり、勿論回避すべきである。

課題の解決 運転の経済性を改善しかつ目詰まりの問題を減少して、エネルギを高温プロセス ガスから回収しこのエネルギを同じプロセスに供給されるガスに伝達するため、 本発明は再生式熱交換に基づく方法を提案する。

この方法によれば、高温および低温ガスは二つ以上のバッキング材料のベッドに 交互に送られる。バッキングは高温ガスが発生するプロセスにまたは適当に似た プロセスに装入することに関連する供給される材料よりなっている。熱交換器は もはや満足に作用しない程に汚染されるとき、バッキングは除去されプロセスに 装入され、新しいバッキングが熱交換器に供給される。

もちろん、両方の熱交換器が同時に空にされかつ、任意であるが、つねに完全に 空にされることは必ずしも必要でない。

図面の簡単な説明 第１図は本発明による方法を実施するのに適した装置の流れ線図であり、第２図 は本発明の特徴部分の実施例を示す。

実施例 以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。

電弧炉１において発生した高温ガスは調節絞り３を備えた導管２を通って燃焼室 ４に達し、そこでスクラップ予熱プロセスから導管１３を通って供給されかつ可 燃性汚染物質が装入されたガスと混合される。燃焼室において、これらの？ｒｓ 染物質は燃焼され発生した排気ガスは、一部は導管５を通ってスクラップ予熱プ ロセスに、一部は大気に放出される前に冷却および浄化のため導管１４を通して 送られる。

導管５を通って導かれたガスの一部は第１スクラツプバスケツト６、導管７およ び第２スクラツプバスケツト８を通過し、可燃性汚染物質が装入されて、導管９ 、ファン１０および導管１１を通ってスクラップ予熱プロセスから排出される。

望むならば、もちろんガスはスクラップバスケット６および８の一方のみを通る ことも可能である。

冷却されかつ汚染されたガスは導管１１を通りガスを加熱するためバッキングが 予め加熱された第１追加スクラツプバスケツト１２を通る。ガスはついで導管１ ３を通って燃焼室４に導かれ、そこで電弧炉からの高温ガスと混合され、スクラ ップ予熱プロセスで捕捉された汚染物質の大部分が燃焼される。酸素または空気 、要すれば付加的燃料が（図示しない）適当な装置を通って燃焼室４に供給され る。燃焼室４から導管１４を通って流れるガスの一部は、バッキングが予め冷却 された第２の付加的スクラップバスケット１５を通って流れバッキングはガスに よって加熱され、その後導管１６、ガス冷却器１７、導管１８、塵埃フィルタ１ ９、ファン２０および導管２１を通って大気に排出される。

スクラップバスケット６および８を通過するガスの量は所望に応じてファン１０ によって調節される。作業中これらのスクラップバスケットの一方が空になると 、ガスは他のスクラップバスケットのみを通過する。

第１の付加的スクラップバスケット１２の内容物が一定の温度まで冷却されかつ ／または第２の付加的スクラップバスケット１５の内容物が別の一定温度まで加 熱されると、これらの二つの付加的スクラップバスケットの機能は切換えられ、 導管１１からのガスはスクラップバスケット１５に送られる。その代り導管１４ からのガスはスクラップバスケット１２に送られる。

前者のケースの作用においては、弁１１　ａ　ｓ　１３　ａ　５１４ｂおよび１ ６ｂは開かれており、一方弁１１ｂ１１３ｂ、１４ａおよび１６ａは閉じられて いる。後者のケースの作用においては反対になる。

作用中、塵埃の沈澱および多分凝縮した汚染物質のためまたバッキング材料の酸 化のため、圧力降下が付加的スクラップバスケット１２．１．５において連続的 に増加する。適当と思われるとき、バスケットおよび／またはその中のバッキン グは交換され使用されたバッキングは電弧炉１に装入される。

要すれば、弁３１〜４２によって、たとえばスクラップバスケット６および８の 間の関係を変更するかまたはスクラップバスケット６．８．１２．１５の一つ以 上を側路することにより、接続変更を実施することができる。

第２図は導管を接続された付加的スクラップバスケット１２および１５を一層詳 細に示している。着脱可能な頂部２２が吸込み箱２４およびトラック２３の上に 置かれたスクラップバスケットの頂部に設けられている。弁の位置は、スクラッ プバスケット１５が燃焼室４の上流にスクラップバスケット１２がその下流にあ るときの、前記後者の作用状態に対応する。

本発明はもちろん単なる例示である上記記載に限定されるものでなく、請求の範 囲内において多くの異なった方法で変更しうるちのである。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の７第１１Ｔｉ）平成２年９月４１ １、　特許出願の表示 ＰＣＴ／ＳＥ　　８９１００１３４ ２、発明の名称 冶金プロセスにおけるエネルギ回収方法および設備３、特許出願人 住　所　　スエーデン国ナツ力、シクラ、アレー、１Ｂ名　称　　　アーベーベ ー、フレークト、アクチェボラーグ４、代理人 （郵便番号１００） 東京都千代田区丸の内三丁目２、特許 請求の範囲 １、　可燃性汚染物質が装入されたガスが排出され、前記ガスは燃焼室を通過す る前および後に再生式熱交換器を通され、前記燃焼室内において可燃性汚染物質 が加熱によって破壊され、前記燃焼室に入るガスと可燃性汚染物質を浄化され前 記燃焼室から出てゆく加熱されたガスとの間に熱交換が実施される、電気製鋼炉 または他の同様のプロセスにおけるスクラップ予熱装置から排出されるガス中の 汚染物質を熱によって破壊するエネルギ回収方法において、再生式熱交換器にス クラップ予熱プロセスに使用されるガスを発生する炉または他の同様の炉に装入 されるのに適した物質のバッキングを充填すること、酸化または塵埃目詰まりの ため熱交換器の作用が劣化したとき前記バッキングを全部または一部を取出すこ と、新しいバッキングを関連する熱交換器に供給することおよび取出されたバッ キングを前記炉の一つに装入することを特徴とする前記エネルギ回収方法。

２、　再生式熱交換器はスクラップ、好ましくは鉄のスクラップを充填されるこ とを特徴とする請求項１記載のエネルギ回収方法。

３、　再生式熱交換器は石灰、石灰石、ドロマイト等を充填されることを特徴と する請求項１記載のエネルギ回収方法。

４、　再生式熱交換器は鉄のスクラップと石灰石またはドロマイトとの混合物を 充填されることを特徴とする請求項２または３記載のエネルギ回収方法。

５、　電気製鋼炉の出口が一つ以上のスクラップバスケット（６，８）の入口に 接続されその出口が二つ以上の交互に接続しうる再生式熱交換器（１５，１２） の一方を介して、燃焼室（４）に接続可能であり、その出口が前記再生式熱交換 器（１５，１２）の他方を介してまた必要に応じてガス浄化装置（１７，１９） を介して、大気に放出する装置（２１）に接続可能な、電気製鋼炉（１）におけ るスクラップ予熱装置から排出されるガス中の化合物を熱によって破壊するエネ ルギ回収設備において、再生式熱交換器の吸熱バッキングは吸込み箱（２４）の 上にまたはバスケットラック内に置かれかつ着脱可能な頂部（２２）を備えたス クラップバスケット（１２，１５）であることを特徴とするエネルギ回収設備。

６、　吸込み箱（２４）がその下にあるスクラップバスケットは可動装置好まし くはトラック（２３）上に設置されたことを特徴とする請求項１記載のエネルギ 回収設備。

国際調査報告 ｋｍｌＭｌ、ｅＰｊｌ＾ＩＳ”１４”’Ｉ　　　１１＋１／’ＪＱＱ／Ｍｌｌ１ １

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．可燃性汚染物質が装入されたガスが排出され、前記ガスは燃焼室を通過する 前または後に再生式熱交換器を通され、前記燃焼室内において可燃性汚染物質が 加熱によって破壊され、前記燃焼室に入るガスと可燃性汚染物質が浄化され前記 燃焼室から出てゆく加熱されたガスとの間に熱交換が実施される、電気製鋼炉ま たは他の同様のプロセスにおけるスクラップ予熱装置から排出されるガス中の汚 染物質を熱によって破壊するエネルギ回収方法において、再生式熱交換器にスク ラップ予熱プロセスに使用されるガスを発生する炉または他の同様の炉に装入さ れるのに適した物質のパッキングを充填すること、酸化または塵挨目詰まりのた め熱交換器の作用が劣化したとき前記パッキングを全部または一部を取出すこと 、新しいパッキングを関連する熱交換器に供給することおよび取出されたパッキ ングを前記炉の一つに装入することを特徴とする前記エネルギ回収方法。
2. ２．再生式熱交換器はスクラップ、好ましくは鉄のスクラップを充填されること を特徴とする請求項１記載のエネルギ回収方法。
3. ３．再生式熱交換器は石灰、石灰石、ドロマイト等を充填されることを特徴とす る請求項１記載のエネルギ回収方法。
4. ４．再生式熱交換器は鉄のスクラップと石灰石またはドロマイトとの混合物が充 填されることを特徴とする請求項２または３に記載のエネルギ回収方法。
5. ５．電気製鋼炉の出口が一つ以上のスクラップバスケット（６、８）の入口に接 続されその出口が二つ以上の交互に接続しうる再生式熱交換器（１５、１２）の 一方を介して、燃焼室（４）に接続可能であり、その出口が前記再生式熱交換器 （１５、１２）の他方を介してまた必要に応じてガス浄化装置（１７、１９）を 介して、大気に放出する装置（２１）に接続可能な、電気製鋼炉１におけるスク ラップ予熱装置から排出されるガス中の化合物を熱によって破壊するエネルギ回 収設備において、再生式熱交換器の吸熱パッキングは吸込み箱（２４）の上にま たはバスケットラック内に置かれかつ着脱可能な頂部（２２）を備えたスクラッ プバスケット（１２、１５）であることを特徴とするエネルギ回収設備。
6. ６．吸込み箱（２４）がその下にあるスクラップバスケットは可動装置好ましく はトラック（２３）上に設置されたことを特徴とする請求項１記載のエネルギ回 収設備。